Многоканальное телеизмерительное устройство

 

(71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЛСТВО

Устройство предназначено для быстродействующей многоканальной измерительной системы, регистрирующей информацию одновременно но многим линиям связи, и может быть использовано в экспериментальной ядерной физике, а также при проведении импульсных экспериментов в других областях науки и техники.

Известны измерительные устройства, состоящие из последовательно соединенных датчиков, измерительной линии связи, преобразователя и вычислительной машины, причем в качестве измерительных линий используется телефонный кабель (1).

Недостатком таких устройств является невысокое быстродействие, которое ограничивается как частотными характеристиками кабеля, так и необходимостью последовательной передачи информации по одному кабелю от многих датчиков.

Известны также измерительные устройства аналогичной структуры, использующие в качестве измерительной линии связи высокочастотные кабели и осуществляющие дополнительные связи по тем же кабелям (2).

Недостатком этих устройств является сложность коммутации на передающем и

2 приемном концах кабелей, значительно снижающая надежность устройств в целом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является многоканальное телеизмерительное устройство, содержащее на передающей стороне датчики, выходы которых подключены к первому входу измерительной линии связи, генератор, счетчик тактов, элементы И, регистр сдвига, на приемной стороне первый выход измерительной линии связи через формирователь сигналов подключен к первому входу вычислительного блока, регистр сдвига и дискриминатор(З).

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное телеизмерительное устройство, содержащее на передающей стороне датчики, выходы которых подключены к первому входу измерительной линии связи, генератор, счетчик тактов, элементы И, регистр сдвига, на приемной стороне первый выход измерительной линии связи через формирователь сигналов подключен к пер959127

55 вому входу вычислительного блока, регистр сдвига и дискриминатор, на передающей стороне введены блок фазировки, триггер, модулятор и шифратор, выход генератора подключен к первому входу модулятора и через счетчик тактов к первому входу первого элемента И и к первому входу блока фазировки, выход которого соединен с первым входом триггера, выход . генератора подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, с входом первого элемента

И и с первым входом регистра сдвига, выход второго элемента И подключен к входу управляющей линии связи, первый выход регистра сдвига соединен с вторым входом триггера, второй выход регистра сдвига подключен к второму входу модулятора, выход которого через шифратор соединен с вторым входом измерительной линии связи,, на приемной стороне введены фильтр, счетчик тактов, разрядный счетчик, триггер, формирователь управляющих сигналов, интеграторы, элементы И-НЕ, инвертор, второй выход измерительной линии связи через последовательно соединенные фильтр и дискриминатор подключен к первым входам первого и второго элементов И-НЕ, выходы которых соединены с первыми входами первого интегратора, выход управляющей линии связи подключен к первому входу счетчика тактов, к второму входу первого элемента И-НЕ и через инвертор к второму входу второго элемента И-НЕ, выход счетчика тактов через разрядный счетчик соединен с первым входом триггера и с входом формирователя управляющих сигналов, первый выход которого подключен к первому входу регистра, второй выход формирователя управляющих сигналов соединен с вторым входом первого и с первым входом второго интеграторов, выход первого интегратора подключен к второму входу второго интегратора, выход которого соединен с вторым входом регистра сдвига, выход регистра сдвига подключен к второму - входу вычислительного блока, выход которого соединен с вторым входом триггера на передающей стороне — с вторым входом блока фазировки.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство содержит генератор 1, счетчик 2 тактов, первый элемент И 3, регистр 4 сдвига, модулятор 5, шифратор 6, вход 7 измерительной линии 8 связи, выход 9 измерительной линии связи, фильтр 10, дискриминатор 11, элемент И-НЕ 12, первый и второй интеграторы 13 и 14, регистр 15, вычислительный блок 16, второй элемент

И 17, управляющую линию 18 связи, инвертор 19, второй элемент И-НЕ 20, блок 21 фазировки, триггер 22, вход 23 регистра 4 сдвига, счетчик 24 тактов, разрядный счетчик 25, триггер 26, вход 27 разрядного счетчика 25, датчик 28, вход 29 и выход 30 измерительной линии связи, преобразова5 о

15 о

25 зо

45 тель 31, формирователь 32 управляющих сигналов, выход ЗЗ вычислительного блока 16, соединительные элементы 34 — 37 измерительной линии связи, резисторы 38, транзистор 39, инвертор 40, конденсатор 41, полевой транзистор 42.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 работает на частоте nf, где

f — частота сетевого напряжения (50 Гц), тактовый счетчик 2 пересчитывает эту частоту в k раз, где k — целое число раз больше и. По сигналу с выхода 33 пуска вычислительного блока 16 начинается цикл автоматического кодирования номера детектора. Для этого сигнал фазируется на блоке 21 фазировки и переключает первый триггер 22, который открывает второй элемент И 17, через который тактовые импульсы поступают на управляющую линию 18 связи и далее в блок, синхронизирующий прием кодированных сигналов. Одновременно открывается элемент И 3, через который тактовые импульсы поступают на m-разрядный регистр 4 сдвига, где m — число разрядов кода датчиков. Этот регистр в исходном состоянии имеет в первом разряде

«единицу» и во всех остальных — «нули».

По мере поступления тактовых импульсов единица передвигается по разрядам первого регистра 4 сдвига и после переполнения отрабатывает триггер 22 в исходное состояние, прекращая цикл кодирования. С каждого разряда первого регистра 4 сдвига сигналы по шинам поступают через модулятор 5 на шифратор 6, причем при наличии сигнала с регистра (единица) на шифратор 6 поступают тактовые импульсы прямой полярности, а при отсутствии (ноль) — обратной.

С выхода шифратора 6 на дополнительный вход 7 измерительной линии 8 связи поступают последовательные импульсные коды (частотой nf/k) с высокочастотным наполнением (частотой nf) . Проходя по измерительной линии 8 связи через соединительные элементы 36 на дополнительный выход 9 эти сигналы попадают далее в измерительные блоки, содержащие преобразователь 31 и узел 43 регистрации кода (элементы 10 — 15, 19, 20 и 32). С выхода узла 43 регистрации кода (элемент 15) код номера детектора поступает автоматически в вычислительный блок.

Измерительная линия 8 связи предназначена для связи 2m датчиков 28 с преобразователями 31 и состоит из соединительных элементов 37 разъемов. В эти разъемы дополнительно вмонтированы небольшие низкочастотные контакты, обеспечивающие соединение проводников 36 между собой.

Таким образом, при произвольном переключении соединительных элементов 34 и 35 код, задаваемый по проводнику 36, всегда соответствует номеру датчика 28, подключенного к преобразователю 31.

959127

Регистрация номера датчика в измерительных блоках производится следующим образом.

По управляющей линии 18 связи тактовые импульсы поступают на узел 44 выделения разрядных импульсов, которая может быть общей для всех измерительных блоков. Сигнал с выхода 33 пуска вычис; лительного блока 16 перебрасывает триггер 26, который снимает блокировку со второго тактового счетчика 24. Этот. счетчик 24 с коэффициентом пересчета k формирует разрядные импульсы, которые поступают в устройство регистрации кода и на разрядный счетчик 25 с коэффициентом пересчета

m, формирующий сигнал сброса триггера 26 и устанавливающий по входу 27 сброса счетчик 24 в исходное состояние. Любые помехи, приводящие по управляющей линии 8 связи, не вызывают срабатываний счетчиков 24 и 25 до следующего сигнала с выхода 33 пуска.

С дополнительного выхода 9 измерительной линии 8 связи последовательные импульсные коды посту; от на фильтр 10, подавляющий высокочь отные наводки от фронтов импульсов, и формируются дискриминатором 11. Далее эти сигналы детектируются на втором 12 и четвертом 20 элементах

И-НЕ, причем на другие входы этих элементов поступают тактовые импульсы прямой и инверсной (с инвертора 19) полярности. При импульсном коде, равном «единице», на выходе обоих элементов появляются напряжение вида «меандр», а при «нуле» вЂ” нулевое. Среднее значение напряжения выделяется интеграторами 13 и 14, которые устанавливаются в исходное состояние ключами на полевых транзисторах 42. После того, как информация поступает во второй регистр 15 сдвига, в него последовательно записывается весь код номера датчика по сигналам тактового счетчика 24, прошедшим через формирователь 32. Далее код номера счетчика со второго регистра 15 сдвига поступает вместе с результатом преобразования преобразователя 31 в вычислительный блок для дальнейшей обработки. Интеграторы 14 и 13 выполнены на тех же логических элементах 40, что и другие элементы устройства регистрации кода (10 — 12, 15, 19, 20 ТТЛ вЂ” ЛОГИКА), с добавлением элементов 38, 9, 41, 42. Подобная однородность активных элементов позволяет упростить устройство и повысить его надежность.

Положительный эффект достигается за счет того; что исключается ручная операция составления таблицы соответствия номера датчика 28 и преобразователя 31 (идентификация соединений), а также ввода в вычислительный блок 16 перед каждым измерением. При общем числе датчиков 28 в проектируемой системе около двух тысяч число преобразователей 31 значительно меньше (из-за их высокой стоимости), что приводит к необходимости многократных переключений перед каждым измерением.

Переключение соединительных элементов 34 и 35 вызывается также изменением условий эксперимента и необходимостью ремонта и поверки измерительной аппаратуры. Перед

5 каждым измерением приходится вручную составлять и вводить в вычислительный блок 16 таблицу, имеющую около трехсот двух адресных команд, что занимает больше часа времени и требует многократных проверок. Применение предлагаемого устройства позволяет автоматизировать эту операцию, значительно повысить ее достоверность. По времени процесс кодирования занимает меньше секунды, а передача кода номера датчика из преобразователя 31 в вычислительный блок 16 производится одновременно с передачей измерительной информации и не занимает отдельного времени

3а счет этого производительность всего измерительного комплекса увеличивается

20 на 10 — 15о/о и повышается надежность регистрации результатов измерений.

Формула изобретения

Многоканальное телеизмерительное устройство, содержащее на передающей стороне датчики, выходы которых подключены к первому входу измерительной линии связи, генератор, счетчик тактов, элементы И, резО гистр сдвига, на приемной стороне первый выход измерительной линии связи через формирователь сигналов подключен к первому входу вычислительного блока, регистр сдвига и дискриминатор, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия

55 в устройство на передающей стороне введены блок фазировки, триггер, модулятор и шифратор, выход генератора подключен к первому входу модулятора и через счетчик тактов к первому входу первого элемента И и к первому входу блока фазировки, выход которого соединен с первым входом триггера, выход генератора подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, с входом первого элемента И и с первым входом регистра

45 сдвига, выход второго элемента И подключен к входу управляющей линии связи, первый выход регистра сдвига соединен с вторым входом триггера, второй выход регистра сдвига подключен к второму входу модулятора, выход которого через шифратор со50 единен с вторым входом измерительной линии связи, на приемной стороне введены фильтр, счетчик, тактов, разрядный счетчик, триггер, формирователь управляющих сигналов, интеграторы, элементы И-НЕ, инвертор, второй выход измерительной линии связи через последовательно соединенные фильтр и дискриминатор подключен к первым входам первого и второго элементов

И-НЕ, выходы которых соединены с первыми

959127

Составитель Е. Бакеев

Редактор И. Касарда Техред И. Верес Корректор О. Билак

3а каз 6798/68 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

j 13035, Москва, Ж вЂ” 36, Раушская наб., д. 4/6 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 входами первого интегратора, выход управляющей линии связи подключен к первому входу счетчика тактов, к второму входу первого элемента И-НЕ и через инвертор к второму входу второго элемента И-НЕ, выход счетчика тактов через разрядный счетчик соединен с первым входом триггера и с входом формирователя управляющих сигналов, первый выход которого подключен к первому входу регистра, второй выход формирователя управляющих сигналов соединен с вторым входом первого и с первым входом второго интеграторов, выход первого интегратора подключен к второму входу второго интегратора, выход которого соединен с вторым входом регистра сдвига, выход регистра сдвига подключен к второму входу вычислительного блока, выход которого соединен с вторым входом триггера и на передающей стороне — с вторым входом блока фазировки, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 525990, кл. G 08 С 15/00, 1974.

2. Патент США № 3876997, кл. 340-183, 1971.

3. Цапенко М. П. Измерительные информациенные системы. М., 1974, с. 254, рис. 221 (прототип).